מגוון של מודולי Peltier פופולריים

באתרים של חנויות מקוונות מודרניות תוכלו למצוא מגוון של מודולים תרמו-אלקטריים Peltier. הם נבדלים זה מזה במאפייני הטמפרטורה, בפרמטרים חשמליים, בגודל, כמו גם במספר הצמדים המותקנים בתוך המודול. מודולים אלה משמשים הן במקררים ניידים והן במזגנים, כמו גם במלאכות חובבים.

ראוי לציין כי מודולי Peltier הם שכבה אחת ורב שכבתית, כך שסוגיית ההתקנה נפתרת באופן די חופשי. במסגרת מאמר זה, נשקול מספר סוגים של המודולים התרמו-אלקטריים הפלטריים הנפוצים ביותר, נבין את המכשיר שלהם ונשווה את הפרמטרים.

להלן מודול תרמו-אלקטרי Peltier שכבה אחת. בחלקים העליונים והתחתונים של המודול מותקנים שתי לוחות קרמיקה (תחמוצת אלומיניום) בעובי של פחות מ- 1 מ"מ. הם, כמו לוח מעגלים מודפסים, משמשים כתמיכה לקיבודים תרמיים פנימיים ומסגרת לכל המודול.

לפלטות קרמיקה מוליכות תרמית גבוהה, הן עמידות ועמידות בפני אש. מצעי נחושת מודבקים על גבי צלחות אלה, אליהם מחוברים סדרות תרמי מוליכים למחצה.

הלחמה של צמד תרמי מוליכים למחצה בייצור התעשייתי של מודולי Peltier מתבצעת על ידי הלחמה ניתנת למיזוג על ציוד מיוחד בטמפרטורה של כ -145 ºC, מכיוון שרכיבי מוליכים למחצה אינם מאפשרים התחממות יתר. כתוצאה מכך המודולים אינם ניתנים להפרדה, ואוטם סיליקון מוחל בדרך כלל בקצוות.

אם למען הסקרנות, לשם הסיבה, ניתן לפרק מודול כזה, אז ניתן לראות בבירור את קוביות המוליכים למחצה שונים (סוג n ו- p- סוג), מולחמים למצעי נחושת ומחוברים זה לזה במעגל סדרתי על ידי נחש. קל לראות כי תחילה הונחה על מצעי הנחושת הלחמה ניתנת להמלה, ואז הותקנו רכיבי הצמד התרמי.

בעיצוב זה, כפי שמוצג בתמונה, מתקבלים 127 צומת p-n ו- 127 n-p, כל צומת ה- n-p (לכיוון הזרם מפלוס למינוס) ממוקמים בצד אחד של המודול, וכל צמתי ה- p-n הם בצד השני.

באותם אוטובוסים נחושת שבהם הזרם עובר לכיוון צומת n-p, החום נספג (מתרחש קירור אינטנסיבי של צד זה של המודול), ובמקום בו הזרם הולך לכיוון צומת p-p, אותו חום (תיאורטי) משתחרר. כך, מודול Peltier מעביר חום מפלטת קרמיקה אחת להיפך.

המודול הפופולרי ביותר לשכבה אחת TEC1-12705, בעלות של כ -2 $, הוא ביקוש מיוחד ל- aliexpress. הממדים הכוללים של המודול 40 על 40 מ"מ, עובי 3.8 מ"מ. 127 צמידים תרמיים המחוברים בסדרה מעניקים התנגדות פנימית של המודול בין 2.5 ל 2.8 אוהם בטמפרטורת הסביבה של 25 מעלות צלזיוס.

זרם הפעולה של המכשיר נע בין 4.3 ל 4.6 A כאשר מופעל על ידי מתח נומינלי של 12 וולט. המתח המרבי המותר הוא 15.4 וולט בזרם קריטי של 5.8 A. ההבדל המרבי שניתן להשיג הוא 65 מעלות צלזיוס, והספק הקירור המרבי הוא 42 וואט. טווח טמפרטורת ההפעלה של המודול נע בין -55 ל 83 מעלות צלזיוס.

והנה מודול TEC2-25408 דו-שכבתי, המורכב בעיקרו משני מודולים TEC1-12704 המחוברים במקביל, אך בעלי מידות של 40 על 40 מ"מ ועובי של 8 מ"מ. קירור דו שכבתי שכזה מסוגל לייצר עד 70 וואט כוח קירור תוך צריכת חשמל 96 וואט.

ההתנגדות הפנימית שלו כאשר היא כבויה היא בערך 1.5 אוהם. ההפרש המרבי שניתן להשיג במהלך הפעולה הוא 65 מעלות צלזיוס. ברור שעם אותו הפרש טמפרטורה קיצוני עם מודול TEC1-12705, מודול TEC2-25408 דו-שכבתי יתקרר (חום משאבה) מהר יותר וחצי.

להלן מודול TEC4-24603 בעל ארבע שכבות, בעובי 13.6 מ"מ ורוחב 40 מ"מ, המיועד למתח של 14.6 וולט וזרם מדורג של 3 A. עם הספק חשמלי צרכני של 44 וולט, מודול זה מסוגל לספק כוח קירור של 6.8 וולט ו הפרש טמפרטורה עד 107 מעלות צלזיוס.

המרכיבים המרכיבים כלולים כאן ברצף. כמו כל מודול Peltier, דגם ארבע שכבות זה אינו מאפשר שימוש ללא רדיאטור במשך יותר משנייה.

לבסוף, מודול Peltier בן שש שכבות, TEC6-60506, המיועד למתח נומינלי של 30 וולט וזרם של 6 A. עם רוחב של 62 מ"מ ועובי של 23 מ"מ, מודול זה עם הספק חשמלי של 180 וואט יכול לספק הפרש טמפרטורה של עד 100 מעלות צלזיוס עם קיבולת קירור של 10 וואט. . מודול מסוג זה ישים במתקנים המיועדים להקפאה עמוקה.

ראה גם:תרמי-גנרטורים: כיצד "לרתך" חשמל על כיריים ואפקט פלטייר: השפעת הקסם של זרם חשמלי